JPS5856524A - 較正機能付きa/d変換器 - Google Patents
較正機能付きa/d変換器Info
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- JPS5856524A JPS5856524A JP15515981A JP15515981A JPS5856524A JP S5856524 A JPS5856524 A JP S5856524A JP 15515981 A JP15515981 A JP 15515981A JP 15515981 A JP15515981 A JP 15515981A JP S5856524 A JPS5856524 A JP S5856524A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- conversion circuit
- analog
- output
- error
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
- H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
- H03M1/12—Analogue/digital converters
- H03M1/14—Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit
- H03M1/144—Conversion in steps with each step involving the same or a different conversion means and delivering more than one bit the steps being performed sequentially in a single stage, i.e. recirculation type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発#JFiA//T)変換器に係シ、特に内部で発生
する誤差を較正するようにした較正機能付き人沖変換器
罠関する。
する誤差を較正するようにした較正機能付き人沖変換器
罠関する。
一般にA/b変換器においては、非直層性誤差、量子化
誤差が変換誤差として存在するもので、この変換誤差な
低減するための有効な対策が必要とてれている。
誤差が変換誤差として存在するもので、この変換誤差な
低減するための有効な対策が必要とてれている。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、高精度の
D/A変換回路および誤差増幅回路管設けると共に、こ
れらを選択使用するための切換スイッチ回路を備えるこ
とによって、較正時において最初はA/D変換誤差を求
め、次にこの誤差を較正し得るようにし、〜巾変換の分
解能および精度を向上し得る較正機能付I A/を変換
器を提供するものである。
D/A変換回路および誤差増幅回路管設けると共に、こ
れらを選択使用するための切換スイッチ回路を備えるこ
とによって、較正時において最初はA/D変換誤差を求
め、次にこの誤差を較正し得るようにし、〜巾変換の分
解能および精度を向上し得る較正機能付I A/を変換
器を提供するものである。
以下、図面全参照して本発明の一笑施例を詳細に説明す
る。
る。
第1図において、11#iアナログ入力が導かれる入力
端子、Slはこの入力端子11の入力の経路全切換える
第1のスイッチ、12はこのスイッチS、によシ選択さ
fiたアナログ入力が一万人力となるP誤差増幅器、I
Jはこの誤差増幅器12の出力またii前記第1のスイ
ッチS1によシ選択されたアナログ入力が導かれる較正
対象となるnビットのめ変換回路、14は上記め変換回
路13の出力を処理(記憶、演算等)すると共にスイッ
チsi、s、を制御する制御演算回路、15はこの演算
回路14の出力をD/A変換するnビットのD/A変換
回路、S、はこの変換回路15の出力(アナログ基準電
圧)を前記誤差増幅器I2の他方人力として導きもしく
は開放端子へ導くように切換選択する第2のスイッチ、
16ii出力端子である。
端子、Slはこの入力端子11の入力の経路全切換える
第1のスイッチ、12はこのスイッチS、によシ選択さ
fiたアナログ入力が一万人力となるP誤差増幅器、I
Jはこの誤差増幅器12の出力またii前記第1のスイ
ッチS1によシ選択されたアナログ入力が導かれる較正
対象となるnビットのめ変換回路、14は上記め変換回
路13の出力を処理(記憶、演算等)すると共にスイッ
チsi、s、を制御する制御演算回路、15はこの演算
回路14の出力をD/A変換するnビットのD/A変換
回路、S、はこの変換回路15の出力(アナログ基準電
圧)を前記誤差増幅器I2の他方人力として導きもしく
は開放端子へ導くように切換選択する第2のスイッチ、
16ii出力端子である。
なお、前記の変換回路13は、その変換形式は積分型、
逐次比較型、並列型のいずれであってもよく、分解能が
Nビット、非直線性誤差(精度)が士、 LSBである
とする。これに対してD/A変換回路15は、分解能が
Mビット、非に縁性誤差(1度)が±2 LS Bでお
るとする。また、制御演算回路14は、演算機能および
記憶機能を持つものである。
逐次比較型、並列型のいずれであってもよく、分解能が
Nビット、非直線性誤差(精度)が士、 LSBである
とする。これに対してD/A変換回路15は、分解能が
Mビット、非に縁性誤差(1度)が±2 LS Bでお
るとする。また、制御演算回路14は、演算機能および
記憶機能を持つものである。
次に、第1図の動作をI9明する―
(])較正動作
(、) 先ず、入力端子11に導かれているアナログ
入力をスイッチSlによシ直接にAゆ変換回路13に導
く。この変換回路13の出力(デジタル値N)には誤差
が含まれるが、これはA/l)変換回路内でのアナロー
ブ入力量を計量するに不可欠なアナログ基準値ARIF
jの誤差と見做すことができる。そして・制御演算回路
14により上記デジタル値Nを記憶すると共に上位桁と
してDμ変換回路15へ導き、ここで変換出力として前
記ARIF1よりも高精度のアナログ基準値Al11F
2を得る。なお、このときスイッチS!は開放状態にし
ておく。
入力をスイッチSlによシ直接にAゆ変換回路13に導
く。この変換回路13の出力(デジタル値N)には誤差
が含まれるが、これはA/l)変換回路内でのアナロー
ブ入力量を計量するに不可欠なアナログ基準値ARIF
jの誤差と見做すことができる。そして・制御演算回路
14により上記デジタル値Nを記憶すると共に上位桁と
してDμ変換回路15へ導き、ここで変換出力として前
記ARIF1よりも高精度のアナログ基準値Al11F
2を得る。なお、このときスイッチS!は開放状態にし
ておく。
(b) 次にスイッチ81a8zによりアナログ入力
およびD/A変換回路15の出力を誤差増幅器12に導
いて誤差を増幅し、その出力tA/l)変換回路IJに
よシ再度A/i)変換してデジタル値Mt得る。そして
、制御演算回に導く。これによって、D/A変換回路1
5はA/l) i換回路130基準値A□2.全較正し
たことになる。
およびD/A変換回路15の出力を誤差増幅器12に導
いて誤差を増幅し、その出力tA/l)変換回路IJに
よシ再度A/i)変換してデジタル値Mt得る。そして
、制御演算回に導く。これによって、D/A変換回路1
5はA/l) i換回路130基準値A□2.全較正し
たことになる。
次に、w、1図のA/bgl換器における較正の基本的
な考え万の概要な述べる。較正に際してFi2回の入力
部N1を行うものとする。第1回目の卯のnでは、入力
端子11のアナログ入力′f:[接に〜Φ変換回路13
に導く。このA7D変換回路13でψ変換する際、出力
デジタル値に誤差が含まれるが、それはA/byK換回
路内でのアナログ入力量を計量するのに不可欠なアナロ
グ基準値の誤差と見做すことができる。そこで、A/D
変換回路13の内部のアナログ基準値At−基準にして
に換さ凰冨r1 れたデジタル値(第1回目の印加による出力)な・A/
l)変換回路13よりも高精度のジヘ変換回路15によ
シアナログ変換し、前記A□2.より高精度のアナログ
基準値A□2□を得る。第2回目の入力印加では、上記
のように得られたアナログ基準値A□F2およびアナロ
グ入力を誤差増幅器12に導いて入力補正管行諭1この
補正された入力をAA変換回路13によシA/b変換を
行なう。
な考え万の概要な述べる。較正に際してFi2回の入力
部N1を行うものとする。第1回目の卯のnでは、入力
端子11のアナログ入力′f:[接に〜Φ変換回路13
に導く。このA7D変換回路13でψ変換する際、出力
デジタル値に誤差が含まれるが、それはA/byK換回
路内でのアナログ入力量を計量するのに不可欠なアナロ
グ基準値の誤差と見做すことができる。そこで、A/D
変換回路13の内部のアナログ基準値At−基準にして
に換さ凰冨r1 れたデジタル値(第1回目の印加による出力)な・A/
l)変換回路13よりも高精度のジヘ変換回路15によ
シアナログ変換し、前記A□2.より高精度のアナログ
基準値A□2□を得る。第2回目の入力印加では、上記
のように得られたアナログ基準値A□F2およびアナロ
グ入力を誤差増幅器12に導いて入力補正管行諭1この
補正された入力をAA変換回路13によシA/b変換を
行なう。
上述したことを以下詳述する。第1回目の入力部7XJ
を行なう際、スイッチS1の設足によpアナログ入力部
A/l) i換回路13に入れる。ここで、変換され
たデジタル出力値Nは制御演算回路14に読み込まれる
が、この値Nに士−N LSHの誤差が含まれていると
、第2図に示すアナログ軸から見て固定値であるにずの
アナログ入力Ainが見掛は上A点4−+B点間にばら
つくように見え、あ几かもアナログ人力値Ainが誤差
を含んでいるかの如くなる。
を行なう際、スイッチS1の設足によpアナログ入力部
A/l) i換回路13に入れる。ここで、変換され
たデジタル出力値Nは制御演算回路14に読み込まれる
が、この値Nに士−N LSHの誤差が含まれていると
、第2図に示すアナログ軸から見て固定値であるにずの
アナログ入力Ainが見掛は上A点4−+B点間にばら
つくように見え、あ几かもアナログ人力値Ainが誤差
を含んでいるかの如くなる。
ところが、Aimは実際にはアナログ基準値に対する相
対値であることから、Ainが固足値會とらずA点−B
点間をばらつくように見えるのはs Aidの正確な位
置含知る上で基準となるアナログ入力Ainからデジタ
ル値NK変換する際、アナログ基準電圧に誤差を含む(
つまシ基準電圧が正確彦値に足まっていない)と見做す
ことができる。
対値であることから、Ainが固足値會とらずA点−B
点間をばらつくように見えるのはs Aidの正確な位
置含知る上で基準となるアナログ入力Ainからデジタ
ル値NK変換する際、アナログ基準電圧に誤差を含む(
つまシ基準電圧が正確彦値に足まっていない)と見做す
ことができる。
例えばデジタル出力値Nに対するアナログ基準電圧の誤
差が10”である場合、つまプ量子化誤差管除いたA/
I) i換回路13の誤差t−@0”とするとき、アナ
ログ基準電圧の値をN1(V)とすれば、 Ns = Ain + b ・・・(1)となる
。
差が10”である場合、つまプ量子化誤差管除いたA/
I) i換回路13の誤差t−@0”とするとき、アナ
ログ基準電圧の値をN1(V)とすれば、 Ns = Ain + b ・・・(1)となる
。
ところで1アナログ基準電圧に第3図の様にN、(V)
に対してデジタル値で−−LLSB以下の誤差があった
とき、アナログ基準電圧にそれ相当分の誤差が含まれて
いるのと等価であり、その時の誤差を含んだアナログ基
準電圧t’ N s(ト)とすtば、 N s □ A1 、 + @
、、、 (2ンが成9立つ。
に対してデジタル値で−−LLSB以下の誤差があった
とき、アナログ基準電圧にそれ相当分の誤差が含まれて
いるのと等価であり、その時の誤差を含んだアナログ基
準電圧t’ N s(ト)とすtば、 N s □ A1 、 + @
、、、 (2ンが成9立つ。
誤差ΔAinは動式(1) * (2)よシΔAin
”Nt Ns = b −aとなる・ 例えば8ビツトの変換回路でvl、、=5.12V、非
直線性誤差士−!−LSBのものなら、アナログ基準電
圧の誤差は ΔAinmax= lb al=4 0mVであり
・ a會すに限)なく近づけ、−1I−1まa で近づけると、 となり・ 16ビ、ト相当のψ変換回路の精度となる。
”Nt Ns = b −aとなる・ 例えば8ビツトの変換回路でvl、、=5.12V、非
直線性誤差士−!−LSBのものなら、アナログ基準電
圧の誤差は ΔAinmax= lb al=4 0mVであり
・ a會すに限)なく近づけ、−1I−1まa で近づけると、 となり・ 16ビ、ト相当のψ変換回路の精度となる。
従って、ΔAinの値管出来るだけ小宴くするためにけ
、つまヤAint−真値に近い値として促えるためには
、第4図に示すようにNx(V)’tNx(V)へでき
るだけ近づければよい、すなわち、い変換回路15から
よシ高精度のアナログ基準電圧な発生させればよい。
、つまヤAint−真値に近い値として促えるためには
、第4図に示すようにNx(V)’tNx(V)へでき
るだけ近づければよい、すなわち、い変換回路15から
よシ高精度のアナログ基準電圧な発生させればよい。
つtb、正確なアナログ基準電圧N(V)k発生させれ
ば、N(V)からの絶対値としてAinの値を正確に読
みとることができる。そのために、0I換回路13から
の出力デジタル値Nを制御演算回路14を通じて高精度
のD/A変換回路15に与えて高精度のアナログ基準電
圧を発生させ、それを基準としてAinとの差を読むこ
とによシ正確なAinの値な知ることができる。
ば、N(V)からの絶対値としてAinの値を正確に読
みとることができる。そのために、0I換回路13から
の出力デジタル値Nを制御演算回路14を通じて高精度
のD/A変換回路15に与えて高精度のアナログ基準電
圧を発生させ、それを基準としてAinとの差を読むこ
とによシ正確なAinの値な知ることができる。
本発明での精度は、上記D/A変換回路15の精度によ
り決定されるため、例えば精度t2nビ、ト並みとする
ためには、D/A変換回路15 f 2 nピ、トの精
度のものとしなければならない。なお、分解能は精度と
無関係に2+a e 、)となるが、nピ、ト相当以上
でなければ実用的でない。
り決定されるため、例えば精度t2nビ、ト並みとする
ためには、D/A変換回路15 f 2 nピ、トの精
度のものとしなければならない。なお、分解能は精度と
無関係に2+a e 、)となるが、nピ、ト相当以上
でなければ実用的でない。
D/A変換回路15から出力されたアナログ基準電圧N
(V)とAinとの差は、第1回目の入力印加のときに
A/1)変換回路13を通し友時のデジタル値NのIL
SBK相当するアナログ誉の範囲にある。それは、A/
b変換回路13内のアナログ基準電圧に誤差を含んでお
り、その基準値を基にに換されたデジタル値がNという
ことは、アナログ入力値A1nが(N−1)十”〜(N
+1)+−Lに相当する2 アナログ軸上にあるということである。例えば8ビ、)
A/l) K換回路のアナログ基準電圧vNEWが5
.12VT:れば、誤差は20mV以内にある。従って
、アナログ基準電圧の誤差が20 mV/256 ”=
i 7’ BitV以内であれば、#!1回目の入力卯
の日時のI LSBである20mV((更に2”(=2
56)分割しても、20mVに対する精度はILSBに
78μV)以下にとどめることができる。
(V)とAinとの差は、第1回目の入力印加のときに
A/1)変換回路13を通し友時のデジタル値NのIL
SBK相当するアナログ誉の範囲にある。それは、A/
b変換回路13内のアナログ基準電圧に誤差を含んでお
り、その基準値を基にに換されたデジタル値がNという
ことは、アナログ入力値A1nが(N−1)十”〜(N
+1)+−Lに相当する2 アナログ軸上にあるということである。例えば8ビ、)
A/l) K換回路のアナログ基準電圧vNEWが5
.12VT:れば、誤差は20mV以内にある。従って
、アナログ基準電圧の誤差が20 mV/256 ”=
i 7’ BitV以内であれば、#!1回目の入力卯
の日時のI LSBである20mV((更に2”(=2
56)分割しても、20mVに対する精度はILSBに
78μV)以下にとどめることができる。
20thV f 2” (= 256 )分割するため
に、第2回目の入力印加を行ない、再度A/D変換回路
13f通すのであるが、そのためにはい変換回路13が
V□、=5.12VであるからI変換回路15より出力
されたアナログ基準電圧とAinとの差を256倍(=
2s倍)増幅する必要がめる。
に、第2回目の入力印加を行ない、再度A/D変換回路
13f通すのであるが、そのためにはい変換回路13が
V□、=5.12VであるからI変換回路15より出力
されたアナログ基準電圧とAinとの差を256倍(=
2s倍)増幅する必要がめる。
以上説明し九ように1VD変換回路13への第1回目の
入力印加で上位データを、第2回目の入力印加で下位デ
ータを得ることができる。
入力印加で上位データを、第2回目の入力印加で下位デ
ータを得ることができる。
次に上記説明を一層詳細に説明する。先ず、アナログt
Aint〜勺変換回路13に入力する。このA7′DK
換回路13のデジタル出力値をNとすると、アナログ入
力の真値は第2図のA〜B間にあシ、 Aln(1)・・・(N−1)+1−NAin (2)
−N −N + 1Ain(3)・N+1
〜(N+1)+−zのいずれか(但しこの場合、φ
変換1回路13の誤差は士T LSBとする)の範囲に
ある。
Aint〜勺変換回路13に入力する。このA7′DK
換回路13のデジタル出力値をNとすると、アナログ入
力の真値は第2図のA〜B間にあシ、 Aln(1)・・・(N−1)+1−NAin (2)
−N −N + 1Ain(3)・N+1
〜(N+1)+−zのいずれか(但しこの場合、φ
変換1回路13の誤差は士T LSBとする)の範囲に
ある。
そして、制御演算回路14から出力され次デジタル値(
N−1)は、2nビ、トで非直線性誤差が士−L L8
B以下の高精度のD/A変換変 換路15でアナログ変換される。
N−1)は、2nビ、トで非直線性誤差が士−L L8
B以下の高精度のD/A変換変 換路15でアナログ変換される。
次に、このアナログ変換出力およびアナログ入力管誤差
増幅回路12に入力して両者の差をとり、これf 2
n倍増幅したアナログ値を再度A/D変換回路13に入
力し、そのデジタル値出力Mを制御演算回路14で読み
取る。
増幅回路12に入力して両者の差をとり、これf 2
n倍増幅したアナログ値を再度A/D変換回路13に入
力し、そのデジタル値出力Mを制御演算回路14で読み
取る。
このとき、アナログ入力Ainが前述したAin(1)
の範囲にあるとき、デジタル値は(N−1)x2 +
M十− となる。ここで、0≦M(2”である。これに対して、
上記場合にアナログ入力Ainが前述したAin(2)
もしくはAsn(3)にあるときにはオーバーフローす
る。つまり、制御演算回路14への出力が2n以上とな
軌演算回路14でそれを検出すると共にデジタル量N含
出力し、上記同様に制御演算回路14でデジタル値Mを
読みとる。この場合、Alユ(2)であればそのデジタ
ルitは N+2n+M±− となj)、Atn(3)であればオーツぐ一フローする
友め(N+1)y:出力し、 (N+1)X2”+MfニーH をデジタル量とする。
の範囲にあるとき、デジタル値は(N−1)x2 +
M十− となる。ここで、0≦M(2”である。これに対して、
上記場合にアナログ入力Ainが前述したAin(2)
もしくはAsn(3)にあるときにはオーバーフローす
る。つまり、制御演算回路14への出力が2n以上とな
軌演算回路14でそれを検出すると共にデジタル量N含
出力し、上記同様に制御演算回路14でデジタル値Mを
読みとる。この場合、Alユ(2)であればそのデジタ
ルitは N+2n+M±− となj)、Atn(3)であればオーツぐ一フローする
友め(N+1)y:出力し、 (N+1)X2”+MfニーH をデジタル量とする。
以上のような動作に−より、2n分解能・?×10os
n度のい変換回路を、2 分解鉱−−−1−X100チ
精度のφ変換回路と同2n ×2n 価のA、4) f換回路として使用できる。
n度のい変換回路を、2 分解鉱−−−1−X100チ
精度のφ変換回路と同2n ×2n 価のA、4) f換回路として使用できる。
なお、上述したような較正機能付きA/b変換器におい
ては、D/A変換回路15が基準電圧源となるので、D
/Af換回路全回路するラダー抵抗および電圧変換回路
の精度で)v’DK換器全体のn度が決足される。その
ため・電圧変換回路の精度は1/2 ×100cIIの
精度が要求される。なお、第1回目のD/A変換回路1
5における電圧変換回路としては、制御演算回路14の
出方レベルがローのとき■1□電位(接地)?ラダー抵
抗に出力し、前記出力レベルがノ1イのとt!vDD電
位をラダー抵抗に出力する必要がある。
ては、D/A変換回路15が基準電圧源となるので、D
/Af換回路全回路するラダー抵抗および電圧変換回路
の精度で)v’DK換器全体のn度が決足される。その
ため・電圧変換回路の精度は1/2 ×100cIIの
精度が要求される。なお、第1回目のD/A変換回路1
5における電圧変換回路としては、制御演算回路14の
出方レベルがローのとき■1□電位(接地)?ラダー抵
抗に出力し、前記出力レベルがノ1イのとt!vDD電
位をラダー抵抗に出力する必要がある。
本発明は上述したように、φ変換の分解能および精[1
向上し得る較正機能付きA/l)変換湯管提供できる。
向上し得る較正機能付きA/l)変換湯管提供できる。
第1図は本発明の較正機能付きA/II変換器の一実施
例を示すプロ、り図、1g2図乃至第4図ilt第1図
の動作を説明するために示す図である。 5IIS!・・・スイッチ、12・・・誤差増幅回路、
IS・・・A/l) i換回路、14・・・制御演算回
路、15・・すA変換回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第2図 第3図 一ア入σグ(
例を示すプロ、り図、1g2図乃至第4図ilt第1図
の動作を説明するために示す図である。 5IIS!・・・スイッチ、12・・・誤差増幅回路、
IS・・・A/l) i換回路、14・・・制御演算回
路、15・・すA変換回路。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第2図 第3図 一ア入σグ(
Claims (1)
- アナログ入力の供給先を切換選択する島lのスイッチと
、この第1のスイッチにより選択てれたアナログ入力が
導かれるA/l)変換回路と、とのい変換回路の出力を
処理する制御演算回路と、この制御演算回路の出力が導
かれ前記A/D変換回路よシも高精度の恥変換回路と、
このD/A変換回路の田方を切換選択する第2の切換ス
イッチと、この第2の切換スイッチにより選択された出
力と前記第1の切換スイッチによ)選択されたアナログ
入力とが導かれ、この内入力の差を増幅してその増幅出
力が前記A/D変換回路に導かれる誤差増幅回路とを具
備することを%徴とする較正機能付きφ変換器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15515981A JPS5856524A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 較正機能付きa/d変換器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15515981A JPS5856524A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 較正機能付きa/d変換器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5856524A true JPS5856524A (ja) | 1983-04-04 |
Family
ID=15599809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15515981A Pending JPS5856524A (ja) | 1981-09-30 | 1981-09-30 | 較正機能付きa/d変換器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5856524A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0193837U (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 | ||
JPH01166620A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-30 | Toshiba Corp | 逐次比較型アナログ・デジタル変換器 |
-
1981
- 1981-09-30 JP JP15515981A patent/JPS5856524A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0193837U (ja) * | 1987-12-11 | 1989-06-20 | ||
JPH01166620A (ja) * | 1987-12-23 | 1989-06-30 | Toshiba Corp | 逐次比較型アナログ・デジタル変換器 |
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